[发明专利]变速器、混合动力总成系统和用于电动车辆的动力总成系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变速器，包括变速器输入轴和变速器输出轴、主齿轮组、副齿轮组以及具有转子和定子的电机，所述变速器在变速器输入轴和主齿轮组之间具有至少一个功率路径，主齿轮组包括第一和第二行星齿轮组，所述行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴，所述至少一个功率路径能经由至少一个切换元件与主齿轮组四个轴的至少一个连接，并且主齿轮组的第三轴与变速器输出轴连接，副齿轮组包括一个行星齿轮组，该行星齿轮组具有第一、第二和第三轴，并且副齿轮组的第一轴与转子连接。本发明还涉及一种包括变速器的机动车动力总成系统。

背景技术

变速器在此尤其是称为多级变速器，在其中，可在变速器输入轴和变速器输出轴之间通过切换元件自动切换预定义的挡位数、即固定的传动比的数量。切换元件在此例如为离合器或制动器。这种变速器主要用于机动车中，以便以适合的方式使驱动单元的转速和扭矩输出性能适应车辆的行驶阻力。

本申请人的专利申请DE 102012201377 A1描述了一种变速器，包括变速器输入轴和变速器输出轴以及变速器输入轴和主齿轮组之间的两个功率路径，所述主齿轮组具有两个单行星齿轮组，它们包括四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴，这四个轴的第三轴与变速器输出轴连接。电机通过一个行星齿轮传动机构连接到主齿轮组的第一轴上。

发明内容

本发明的任务在于改善现有技术中已知的变速器的动力换挡特性。

本发明的另一任务在于改善变速器的应用范围，使得电机能够在任何挡位中用于从变速器输出轴接收或向其发送机械功率。

所述任务通过一种变速器来解决，其包括变速器输入轴和变速器输出轴、主齿轮组、副齿轮组以及具有转子和定子的电机，所述变速器在变速器输入轴和主齿轮组之间具有至少一个功率路径，主齿轮组包括第一和第二行星齿轮组，所述第一和第二行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴，所述至少一个功率路径能经由至少一个切换元件与主齿轮组的所述四个轴中的至少一个轴连接，并且主齿轮组的第三轴与变速器输出轴连接，副齿轮组包括一个行星齿轮组，该副齿轮组的行星齿轮组具有第一、第二和第三轴，并且副齿轮组的第一轴与转子永久连接，其特征在于，副齿轮组的第二轴与主齿轮组的第一轴永久连接，并且副齿轮组的第三轴与主齿轮组的第二轴、第三轴或第四轴永久连接。

变速器至少包括变速器输入轴和变速器输出轴、主齿轮组、副齿轮组以及具有转子和定子的电机。

主齿轮组包括第一和第二行星齿轮组，所述行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴。主齿轮组因此构造为双行星架－四轴传动装置。副齿轮组包括一个行星齿轮组，该行星齿轮组总共具有三个称为第一、第二和第三轴的轴。副齿轮组的第一轴与转子永久连接。

双行星架－四轴传动装置可理解为这样的行星齿轮传动机构，其包括两个通过正好两个联接轴在运动学上耦合的单行星齿轮组并且其四个元件(“轴”)对于其它变速器元件而言可自由接近。联接轴在此被定义为第一单行星齿轮组的一个元件、即太阳轮、行星架或齿圈与第二单行星齿轮组的一个元件、即太阳轮、行星架或齿圈之间的持续机械连接。单行星齿轮组的数量和自由轴的数量不通过变速器的视觉外观、而是通过其运动学定义。在双行星架－四轴传动装置的每个挡位中必须闭合变速器的两个与双行星架－四轴传动装置的元件连接的切换元件。为了图形显示变速器的运动学通常使用变速器的转速图、如由变速器理论已知的库茨巴赫图(Kutzbachplan)。用于这种双行星架－四轴传动装置的已知实施例是所谓的拉威挪齿轮组和所谓的辛普森齿轮组。

缩减的双行星架－四轴传动装置是指这样的双行星架－四轴传动装置结构形式，在其中省却变速器的一个元件、即太阳轮、行星架或齿圈，因为变速器的另一元件执行其任务，因此无需改变运动学。执行被省却元件功能的元件因此同时构成变速器的联接轴之一。对此已知的实施例是这样的拉威挪齿轮组，其包括两个太阳轮和仅一个齿圈或两个齿圈和仅一个太阳轮。

在至少一个功率路径上变速器输入轴能经由至少一个切换元件与主齿轮组四个轴的至少一个连接。在一种优选实施方式中，所述至少一个功率路径能经由两个切换元件与主齿轮组四个轴的两个连接。因此通过闭合切换元件之一在所述至少一个功率路径和主齿轮组的四个轴之一之间建立抗扭的连接，由此扭矩可从变速器输入轴传输向主齿轮组。“至少一个功率路径”可理解为变速器在变速器输入轴和主齿轮组之间具有一个或多个功率路径。主齿轮组的第三轴在此与变速器输出轴连接。